水餃加工機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）題 目： 水餃加工機(jī)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級： 2013 年 06 月 16 日目 錄摘 要.Abstract.1緒 論.11.1水餃加工機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義.1 1.2水餃加工機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.1 1.3水餃加工機(jī)分類.32設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容及要求.4 1.3水餃加工機(jī)工藝流程.4 1.3水餃加工機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線.53水餃加工機(jī)總體方案的確定.6 3.1方案的擬定.6 3.2方案的確定.94成型機(jī)構(gòu)各部件設(shè)計(jì).104.1輸餡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).104.2輸面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).13 4.3成型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).155水餃加工機(jī)傳

2、動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定.195.1電動(dòng)機(jī)的選擇19 5.2傳動(dòng)比設(shè)計(jì).20 5.3帶輪的設(shè)計(jì)215.4軸的設(shè)計(jì).225.5傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)236結(jié)論.26 6.1結(jié)論.26 6.2設(shè)計(jì)中的不足26參考文獻(xiàn).27致 謝.28水餃加工機(jī)設(shè)計(jì)摘 要本文結(jié)合了手工水餃制作工藝，借鑒國內(nèi)已有的水餃加工機(jī)，設(shè)計(jì)了適合國內(nèi)小作坊生產(chǎn)模式的灌腸式水餃加工機(jī)。該機(jī)器可以完成輸餡、輸送面管、壓制成型和水餃輸送等功能。輸餡裝置采用豎直放置的螺旋攪龍與葉片泵相結(jié)合的形式，通過輸餡管將肉餡輸送到面管成型處。輸面裝置是通過水平的螺旋攪龍將面團(tuán)推送至出面嘴處，經(jīng)過擠壓成型，完成面管的制作。最后通過成型輥的輥切完成水餃的制作。該機(jī)器具有整

3、體尺寸小、操作方便，并且能夠通過更換成型部件對產(chǎn)品的樣式、品種進(jìn)行更換，對實(shí)際的生產(chǎn)加工具有很重要的意義。關(guān)鍵詞：水餃加工機(jī)；灌腸式；螺旋攪龍；擠壓；成型輥Design of Dumpling Processing MachineAbstractIn this paper,combine with the handmade dumplings production process,draw on the existing domestic dumpling processing machine,designed the types of enema dumpling process machi

4、ne which suitable for the mode of domestic small workshop production. The machine can complete the motion of conveying stuffing, conveying the dough, pressure the molding, and transport the dumplings. The devices of conveying stuffing use the form of which combine with the upright spiral auger and v

5、ane pump,transported the meat with the tube to the place where the dough become tube. The horizontal spiral auger pushed the dough forward at the mouth of shape work part, after extrusion,complete the tube production. Finally the tube to be cut in segments by the forming roll to complete the dumplin

6、gs production.With a small overall size, the machine is also easy to operate, the machine can change the products outward appearance by replace the shaping part, also is of great significance for the actual production process. Key words: Dumpling Processing Machine; Enema; Spiral; Extrusion; Forming

7、 Rollers1緒 論1.1水餃加工機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義 水餃?zhǔn)侵腥A民族的傳統(tǒng)美食，人們對水餃有著解不開的情節(jié)，小到家庭作坊的現(xiàn)做現(xiàn)吃水餃，大到企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的速凍水餃，都有水餃的生產(chǎn)。隨著當(dāng)今社會(huì)飛速的發(fā)展，生活節(jié)奏也越來越快，各種方便食品被人們需求的量也日益增加，水餃生產(chǎn)從幾噸到上百噸的加工廠越來越多。但是水餃好吃難包，一直是困擾著人們的難題。傳統(tǒng)的水餃的加工制作一直是以手工包制為主，要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)加工很難，并且生產(chǎn)加工的工作環(huán)境較差，勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)的效率低，而且產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定，包制出的水餃大小形狀不美觀也是一直困擾著人們的難題。通過水餃加工機(jī)來來生產(chǎn)水餃，不僅能夠減小人工

8、操作與制造的繁瑣程序，還能大大的提高生產(chǎn)效率，并且生產(chǎn)出的水餃外形美觀、質(zhì)量誤差小，勞動(dòng)力和勞動(dòng)強(qiáng)度也能得到很大的減少。1.2水餃加工機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀：我國第一臺(tái)餃子加工機(jī)被哈爾濱美樂機(jī)械廠生產(chǎn)出以后，餃子機(jī)并沒有得到很好的推廣。就餃子成型機(jī)制造商而言，滿足廣大消費(fèi)者的需求，改變餃子成形機(jī)存在的不足，制造出外表美觀，富有口感的餃子變得尤為的突出和重要1。國內(nèi)生產(chǎn)的水餃機(jī)基本實(shí)現(xiàn)了簡化人工繁瑣的工藝操作，減小工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)某些手工所不能達(dá)到的特殊加工效果，還能使農(nóng)民在糧食增產(chǎn)之后對其進(jìn)行深加工，獲得更好的經(jīng)濟(jì)收益2。從20世紀(jì)80年代中期以后，隨著國家對食品工業(yè)的逐漸重視，餃

9、子機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)也隨之增多，而且擴(kuò)大了對外交流，每年都參加中國國際食品加工和包裝機(jī)械展覽會(huì)，加強(qiáng)了國內(nèi)外技術(shù)交流與合作。但是目前我國餃子機(jī)還面臨著產(chǎn)品品種少，成套性不強(qiáng)等問題。雖然目前餃子機(jī)的品種和二十幾年前相比已有了很大的發(fā)展，但是和國外相比還有一定的差距：有些型號的產(chǎn)品國內(nèi)還沒有能力生產(chǎn)；產(chǎn)品質(zhì)量和國外相比較差；餃子機(jī)結(jié)構(gòu)不合理。餃子機(jī)的制造企業(yè)大多數(shù)是中小企業(yè)，產(chǎn)值、效益普遍偏低，科技開發(fā)能力薄弱，餃子機(jī)的成形結(jié)構(gòu)技術(shù)落后。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的各種型號的灌腸式餃子機(jī)在輸面機(jī)構(gòu)上，都存在著一定的不足：餃子皮常出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重的情況會(huì)在煮餃子過程中開裂；二是襯套被長時(shí)間使用后，面絞龍與襯套磨損產(chǎn)生間

10、隙，是面團(tuán)不同程度地?cái)D入餡內(nèi)；三是輸面阻力大，會(huì)出現(xiàn)餃子皮溫度高，餃子皮的水分減少，會(huì)出現(xiàn)糊化的現(xiàn)象，直接影響餃子色澤3。 國外研究現(xiàn)狀：發(fā)達(dá)國家的食品工業(yè)的發(fā)展是依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和精良的機(jī)械裝備。新世紀(jì)以來，國際上糧食加工制造業(yè)發(fā)生了一系列大的企業(yè)兼并活動(dòng)，逐步完成了產(chǎn)業(yè)整合，其中食品機(jī)械工業(yè)歷史悠久，基礎(chǔ)雄厚，早已經(jīng)形成獨(dú)立完備的工業(yè)體系4。例如日本的餃子機(jī)品種，雖然只有我國餃子機(jī)的2倍那么多，但是產(chǎn)值卻是我國的46倍，出口額竟然占到了我國的水餃出口年產(chǎn)值的20%以上。近年來發(fā)達(dá)國家食品的加工機(jī)械產(chǎn)品的主要特征是：高新技術(shù)的實(shí)用化，制造工藝的先進(jìn)化，產(chǎn)品的節(jié)能化，生產(chǎn)線的高度機(jī)械化、自動(dòng)

11、化；他們的機(jī)器外型美觀，內(nèi)在質(zhì)量精良；不斷的采用研發(fā)出來的新技術(shù)、新工藝，使產(chǎn)品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化；食品機(jī)械的生產(chǎn)能力大，效率高，不僅使勞動(dòng)生產(chǎn)率提高了而且也改善了勞動(dòng)條件，降低了生產(chǎn)的成本，增強(qiáng)了食品機(jī)械的產(chǎn)品在市場上競爭力。但是由于國外的設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，多數(shù)用于規(guī)?；a(chǎn)，或者是流水線生產(chǎn)，其價(jià)格也昂貴，尤其是日本的設(shè)備，對于中國市場不適合，更加不適合國內(nèi)的小作坊水餃生產(chǎn)5。 新中國成立以后，人們進(jìn)行過長時(shí)間的探索，終于在仿照日本同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種大型的餃子機(jī)，餃子機(jī)是一種模擬人工包制餃子的機(jī)器，由制皮和成形兩大部分組成，制皮部分主要有面團(tuán)料斗、螺旋槳、底座、擠

12、出口底座、面皮壓延軋輥、傳動(dòng)裝置及機(jī)架等組成6。 圖 1-1 臺(tái)式HZ28水餃機(jī)1.3水餃加工機(jī)的分類 現(xiàn)有的自動(dòng)水餃加工機(jī)按照成型機(jī)構(gòu)的區(qū)別可以分為包合式水餃加工機(jī)和灌腸式水餃加工機(jī)。1.3.1包合式水餃加工機(jī) 包合式水餃加工機(jī)，是通過將面團(tuán)經(jīng)過多次擠壓后，壓出面帶，通過起落輥將面帶壓成U型面帶，再經(jīng)過兩個(gè)捏合輪將面帶合成帶有飛邊的面管，同時(shí)注餡，形成帶有飛邊的有餡面管，然后經(jīng)過成型模輥和副輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)滾切出餃子7。由于包合式水餃加工機(jī)的設(shè)備技術(shù)要求高，設(shè)備的生產(chǎn)以及維護(hù)成本高，并且安裝調(diào)整復(fù)雜，適合進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，但是對于普通的家用或者小作坊生產(chǎn)不適合。1.3.2灌腸式水餃加工機(jī) 灌腸式水

13、餃加工機(jī)，是經(jīng)過螺旋攪龍將餡推送至出面嘴處，與經(jīng)過螺旋攪龍推送擠壓出的面管相結(jié)合，形成帶餡面管，經(jīng)過成型輥和成型副輥的滾切，完成水餃的加工制作。灌腸式水餃加工機(jī)解決了餃子皮的制作，如何將餡放入餃子皮中和怎樣將包著餃子餡的餃子皮捏合的問題，同時(shí)也因?yàn)楣嗄c式水餃加工機(jī)大大減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率，改善了工作環(huán)境，降低了生產(chǎn)成本，得到人們的青睞2。 但是灌腸式水餃加工機(jī)也存在一定的問題，就是輸面機(jī)構(gòu)長時(shí)間工作之后出面嘴會(huì)出現(xiàn)溫度升高，導(dǎo)致面管出現(xiàn)糊化現(xiàn)象，水餃破損率增加。 圖 1-2 包合式水餃加工機(jī)面帶成型機(jī)構(gòu)1.滾刷 2.副輥 3.捏合輥 4.起落輥 5.面帶 6.捏合輥 7.成型模

14、8.滾刷2設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容及要求2.1水餃加工機(jī)工藝流程 國內(nèi)市場上現(xiàn)有的小型水餃加工機(jī)要么是完全靠人工轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手柄獲取動(dòng)力，要么就是需要靠人工取放水餃皮以及加工好的水餃，面皮與成型機(jī)構(gòu)是分開的兩個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)，使得生產(chǎn)不連續(xù)、效率低，水餃皮還需要另外購買。這樣不僅增加了生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)的效率，還增加了工人繁瑣的操作動(dòng)作。而國內(nèi)有的大型水餃加工機(jī)，雖然生產(chǎn)效率高，但是由于設(shè)備的尺寸大，占用的工作空間也相對很大，需要的操作人員很多，設(shè)備的檢修周期短，維護(hù)費(fèi)用高，對于小作坊生產(chǎn)的模式就很不適用。 針對現(xiàn)有小型水餃加工機(jī)以及大型流水線水餃加工機(jī)存在的問題，本課題擬設(shè)計(jì)一種集輸餡、輸面和成型于一體的

15、適合小作坊和家用的小型水餃加工機(jī)，不僅能夠降低生產(chǎn)的成本，提高工作效率，更能減小機(jī)器的尺寸，拆卸方便，維護(hù)簡單。 本課題設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容是：解決水餃加工機(jī)集輸餡、面皮加工、輸面以及成型于一體的問題，以及水餃在加工過程中水餃皮出現(xiàn)的糊化，開裂問題3。 水餃加工機(jī)主要工作部件工藝流程如下（圖2-1）：在面托盤中放入已揉好的面團(tuán)在盛餡箱中放入已拌好的餃子餡輸面裝置向前推送面團(tuán)輸餡裝置輸出餃子餡面團(tuán)經(jīng)出面嘴擠壓成面管餃子餡經(jīng)輸餡管道到達(dá)面管處兩壓制成型輪滾切，壓制成餃子圖 2-1 工藝簡要流程圖 方案簡要描述如下： 將已經(jīng)和好的面團(tuán)放入面托盤中，經(jīng)水平螺旋輸送裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)面團(tuán)進(jìn)入輸面裝置，由螺旋攪

16、龍推送至出面嘴處，形成面管；將和好的餃子餡放入餡斗中，進(jìn)過螺旋攪龍的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)餡進(jìn)入餡管，餃子餡被輸送至面管處，與面管匯合形成帶餡的面管；最后帶餡面管經(jīng)成型輥的輥切，切出成型后的餃子。 為了滿足設(shè)計(jì)方案的要求，達(dá)到設(shè)計(jì)工藝，符合實(shí)際生產(chǎn)加工的需要，將水餃加工機(jī)的輸餡，輸面與成型機(jī)構(gòu)結(jié)合在一起，使得加工過程連續(xù)，不間斷。 研究出的水餃加工機(jī)要具備以下特點(diǎn)： 具有良好的連續(xù)工作性； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 工作時(shí)各個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)作，配合良好； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 機(jī)器結(jié)構(gòu)要簡單，便于拆裝清洗，以及保養(yǎng)調(diào)整； = 4 * GB3 * MERGEFOR

17、MAT 生產(chǎn)出的產(chǎn)品外形美觀均勻，面皮不出現(xiàn)糊化、破裂現(xiàn)象。2.2水餃加工機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 以實(shí)現(xiàn)對水餃的加工制作為目標(biāo)，通過對課題任務(wù)書進(jìn)行分析和國內(nèi)外同類機(jī)型的研究，了解目前國內(nèi)外的現(xiàn)有的水餃加工機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 對水餃加工機(jī)的整體布局和總體尺寸經(jīng)行設(shè)計(jì)計(jì)算，使其滿足應(yīng)有的水餃加工工序的要求，并且用三維設(shè)計(jì)軟件繪出其設(shè)計(jì)方案的簡圖。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 對水餃加工機(jī)的輸餡機(jī)構(gòu)、輸面機(jī)構(gòu)、成型機(jī)構(gòu)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸的計(jì)算，并繪制出主要的零部件圖紙。 = 4 *

18、 GB2 * MERGEFORMAT 對整機(jī)繪制的零部件進(jìn)行三維的裝配，檢查裝配后不合理的地方并且進(jìn)行修改。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 進(jìn)行各個(gè)機(jī)構(gòu)的零件圖、裝配圖的二維圖紙，同時(shí)進(jìn)行修改標(biāo)注，并完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫。 3水餃加工機(jī)總體方案的確定3.1方案的擬定 水餃加工機(jī)主要包括輸餡裝置、輸面裝置、成型裝置、傳動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)等組成。 所選用的電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力，經(jīng)過減速器第一次減速后，通過與皮帶輪的連接進(jìn)行再一次的減速，輸出的動(dòng)力傳遞到傳動(dòng)軸上，經(jīng)過傳動(dòng)軸上的齒輪捏合，將動(dòng)力分配到機(jī)器的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。 根據(jù)水餃加工機(jī)工作過程，初步擬定了輸餡機(jī)構(gòu)的方案一（圖3-1）。該方

19、案是通過參考灌腸機(jī)器的工作部件確定的，通過螺旋推送器的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)肉餡的水平運(yùn)動(dòng)至出餡口。選用螺旋攪龍是因?yàn)樵谕扑瓦^程中，肉餡能夠完成被再一次的攪拌，使得餃子餡的味道能夠被攪拌得更加的均勻，使味道更加的鮮美。圖 3-1 螺旋攪龍式輸餡裝置剖面圖 該方案這樣的輸餡裝置轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，送餡平穩(wěn)，連續(xù)，但是對于輸餡量的大小就不好控制了，對于加工制造不同餡量的水餃不適用。為了使這樣的機(jī)構(gòu)能夠達(dá)到改變輸餡量的大小，就只有通過在傳動(dòng)部分通過改變轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，這樣就使得機(jī)器的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，增加了制造成本和調(diào)整的困難。 為了保持傳動(dòng)的平穩(wěn)性，同時(shí)又能達(dá)到改變餡量的目的，經(jīng)過查閱資料，設(shè)計(jì)了新的輸餡機(jī)構(gòu)，就是將葉片泵與螺

20、旋攪龍相結(jié)合的方案二（圖3-2、圖3-3）。該方案通過豎直放置的螺旋攪龍轉(zhuǎn)動(dòng)，將肉餡輸送至下方的葉片泵里，通過調(diào)節(jié)葉片泵的開口大小來調(diào)節(jié)肉餡輸出量的多少，這樣既能保持傳動(dòng)部件的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，也能實(shí)現(xiàn)不同餡量餃子的輸送。圖 3-2葉片泵簡圖1.泵體 2.轉(zhuǎn)子 3.定子 4.葉片 圖 3-3 螺旋攪龍與葉片泵結(jié)合簡圖 根據(jù)手工包制水餃過程中面皮的制作方法，初步擬定了面皮制作方案一（圖3-4）。傳統(tǒng)的手工水餃皮制作是使用搟面杖，通過對面團(tuán)的搟壓，壓制成薄薄的面皮，完成水餃皮的制作。借鑒搟面杖搟面原理，初步擬定面皮加工機(jī)構(gòu)為兩個(gè)相對轉(zhuǎn)動(dòng)的輪輥。通過輪輥的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬手工壓面的過程，通過調(diào)整兩壓面輪輥之間

21、的間隙，達(dá)到獲得不同厚度的面皮的制作要求。 圖 3-4 壓面輪輥結(jié)構(gòu)圖 該方案的優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得生產(chǎn)加工所需要厚度的面皮，但是對于面皮生產(chǎn)加工之后的成型問題，以及水餃大小的確定留下了難題。經(jīng)過查閱資料和思考之后，確定了面皮制作方案二（圖3-5）。采用的也是螺旋攪龍輸送面團(tuán)的方法，通過逐漸變小的螺旋攪龍，不斷的對面團(tuán)進(jìn)行擠壓，使得面團(tuán)通過一個(gè)出面嘴擠出，得到管狀的面管。然后將包有肉餡的面管通過成型機(jī)構(gòu)的擠壓和輥切，就完成自動(dòng)水餃加工機(jī)的水餃制作過程。 圖 3-5 面管成型結(jié)構(gòu)剖面圖3.2方案的確定 綜合分析上面的幾種方案，整合方案的優(yōu)點(diǎn)，確定了最終方案（圖3-6）。該方案通過豎直方向的螺旋攪龍輸送

22、肉餡，經(jīng)過葉片泵將肉餡擠壓到輸餡管至出面嘴處，與水平螺旋攪龍擠壓出的面管結(jié)合形成帶餡面管，最后經(jīng)過成型輪輥的輥切，完成水餃的加工制作。 圖 3-6 水餃機(jī)總體機(jī)構(gòu)簡圖 1.機(jī)架 2.成型機(jī)構(gòu) 3.輸面機(jī)構(gòu) 4.輸餡機(jī)構(gòu) 該方案既解決了整個(gè)機(jī)型尺寸問題，節(jié)省了空間，同時(shí)也將輸餡、輸面和成型機(jī)構(gòu)三個(gè)主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)合理的結(jié)合在一起，使得該水餃加工機(jī)的操作簡單，拆卸方便，便于維護(hù)和清理。節(jié)省生產(chǎn)和維護(hù)的成本，是本次設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。4成型機(jī)各部件設(shè)計(jì)4.1輸餡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)輸餡機(jī)構(gòu)要完成的任務(wù)就是準(zhǔn)確、穩(wěn)定、連續(xù)的將餃子餡輸送出去。同時(shí)，除了要完成設(shè)計(jì)時(shí)所預(yù)想的輸餡任務(wù)之外，還要滿足加工容易，方便拆卸、清洗

23、、調(diào)整以及維護(hù)，更重要的要保證工作部件的使用壽命。因?yàn)樵摍C(jī)器是水餃加工機(jī)，屬于食品機(jī)械，還需要保證不生銹，保證生產(chǎn)加工出來的食品健康安全，因此決定選用不銹鋼的材料作為水餃加工機(jī)各個(gè)生產(chǎn)加工關(guān)鍵部位的加工材料。 輸餡機(jī)構(gòu)采用螺旋攪龍與葉片泵相結(jié)合的形式。螺旋攪龍分為四種類型（圖4-1），分別是全葉片式的葉片螺旋、帶式螺旋、葉片式螺旋、齒形螺旋。圖 4-1 螺旋攪龍結(jié)構(gòu)簡圖a全葉式；b帶式；c葉片式；d齒形 為了解決對于肉餡輸送的連續(xù)性，經(jīng)過查閱資料和分析，選用全葉式的葉片螺旋。其軸向的輸送速度可以用以下的方式計(jì)算出來： （4-1） 因?yàn)椋?（4-2）所以 ： （4-3）而 （4-4）所以： 式中

24、 S螺旋推運(yùn)器的螺距（mm）； n推運(yùn)器的轉(zhuǎn)速（r/min）； 推運(yùn)器的螺旋升角（0）； 摩擦系數(shù)，； 摩擦角。 由此式可以知道，當(dāng)r和n為定值時(shí)，v2是的函數(shù)，要使推運(yùn)器運(yùn)輸能力增強(qiáng)，可對v2求導(dǎo)。并令dv2/d=0,則得到物料軸向速度最大時(shí)的螺旋角：，當(dāng)螺距S相等時(shí)，推運(yùn)器的半徑r增大，則螺旋角減少，此時(shí)輸送量可增大，而推運(yùn)器v2減少；當(dāng)r不變時(shí)，S與成正比，即S增大，也增大，v2也相應(yīng)增大8。 螺旋攪龍與葉片泵通過螺紋連接，葉片泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與攪龍的轉(zhuǎn)速一致如圖（4-2）。 圖 4-2 葉片泵結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)肉餡經(jīng)過攪龍輸送至葉片泵泵蓋開口時(shí)，進(jìn)入到泵體內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)子帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)肉餡運(yùn)動(dòng)至泵體

25、出口時(shí)，隨著體積的減小，泵體內(nèi)壓力變大，肉餡通過出口，被壓入到與泵殼相連的輸餡管內(nèi)，肉餡不斷的被壓入到輸餡管內(nèi)，最后被輸送到出面嘴處，與輸面機(jī)構(gòu)加工出來得成管狀的面皮結(jié)合，形成帶餡面管。 圖 4-3 葉片泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 葉片泵的排量和流量計(jì)算原理：設(shè)轉(zhuǎn)子的直徑為d，定子直徑為D，轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心距為e，葉片的寬度為b，兩葉片間的夾角為，葉片數(shù)為z。當(dāng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，每兩相鄰葉片間的密封工作油腔的容積變化量為V1-V2。若把轉(zhuǎn)子和定子的中心近似的看做共點(diǎn)，則有： （4-5 ） （4-6 ） 因?yàn)槿~片數(shù)為z，所以在一轉(zhuǎn)中密封工作油腔的容積變化量應(yīng)為z個(gè)，則排量為，將上兩式代入，并加以整理，其排量

26、可近似表達(dá)為： （4-7） 則葉片泵的實(shí)際流量為： （4-8） 當(dāng)改變?nèi)~片泵轉(zhuǎn)子和定子間的偏心距e時(shí)，就可以改變泵流量q和流量9 。 選用葉片泵是為了滿足輸餡機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連續(xù)泵餡的要求，但是由于輸餡機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速是不變的，所以為了達(dá)到改變輸餡量多少的目的，確定了通過改變泵體開口大小來實(shí)現(xiàn)（圖4-4）。 圖 4-4 葉片泵泵套結(jié)構(gòu)圖 通過在泵套外殼加開一個(gè)弧形開口，使得泵心外壁上加的手柄可以在泵套外殼的開口處相對運(yùn)動(dòng)，然后通過改變泵心開口與泵套開口之間的間隙，來實(shí)現(xiàn)改變輸餡量的多少。手柄通過螺紋連接來達(dá)到固定的目的，這樣不僅方便調(diào)節(jié)餡量的多少，也方便了設(shè)計(jì)的最初要求：方便零件的拆卸清洗和調(diào)節(jié)。經(jīng)過分析，

27、此方案系最優(yōu)方案。4.2輸面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 輸面機(jī)構(gòu)的任務(wù)是將面團(tuán)制作成厚度合適的面皮，然后再經(jīng)過包合，將餃子餡包在面皮里面，完成餃子的雛形，等待下一步的成型加工。 輸面機(jī)構(gòu)要完成的作業(yè)動(dòng)作是：將和好的面團(tuán)放入面托盤里，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺旋攪龍的轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過螺旋攪龍的旋轉(zhuǎn)將面團(tuán)輸送至輸面管，隨著輸面管變小，越靠近出面嘴處的面受到的擠壓力越大，最后通過擠壓，將面團(tuán)壓成厚度合適的面管排出，完成餃子皮的制作。 輸面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為管套狀（圖4-5），這樣既方便面團(tuán)的輸送，也方便輸送完成之后管狀的面皮的制作。圖 4-5 輸面套結(jié)構(gòu)圖 由于面粉的品質(zhì)不同，往往在和完面之后會(huì)出現(xiàn)些小的面塊，使得加工出來的面管被

28、劃破，或者是出面嘴被堵塞，造成加工出來的水餃出現(xiàn)破裂，影響水餃的品質(zhì)和外形的美觀。根據(jù)這樣的情況，經(jīng)過查閱資料，借鑒了農(nóng)業(yè)機(jī)械清選裝置的結(jié)構(gòu)，在出面嘴前面增加一個(gè)過濾面嘴（圖4-6）。增加過濾嘴之后，面皮從過濾嘴前段的環(huán)狀間隙中擠出，雖然過濾嘴能對面皮起到過濾作用，將體積較大的面塊阻擋在輸面套里，避免面塊對出面嘴造成堵塞，但是不足之處就是會(huì)出現(xiàn)較大的輸面阻力，使面皮的水分蒸發(fā)減少，溫度升高，產(chǎn)生糊化現(xiàn)象。 圖 4-6 出面嘴過濾套結(jié)構(gòu)圖 為了解決面管因?yàn)闇囟壬叩膯栴}產(chǎn)生的糊化問題，經(jīng)過查閱資料，結(jié)合內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)知識，經(jīng)過改良，確定了新的輸面套結(jié)構(gòu)（圖4-7）。以水或冷卻液作為介質(zhì)吸收高溫零

29、件的熱量，然后直接或者通過散熱裝置傳給大氣而進(jìn)行的一套裝置叫液體冷卻系統(tǒng)10。為了使結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，并且拆裝容易，確定了在輸面套外圈加開一圈環(huán)形的腔體，在面嘴處溫度升高的時(shí)候，用泵作為動(dòng)力源，用水作為冷卻介質(zhì)，對機(jī)器輸面部分進(jìn)行降溫冷卻。 圖 4-7 輸面套剖面圖 為了滿足不同厚度的面皮的加工制作，在出面嘴過濾套與出面嘴的間隙處，設(shè)計(jì)了一個(gè)凸緣。出面嘴與輸面套采用螺紋連接，通過微調(diào)出面嘴與輸面套的間隙，改變出面嘴內(nèi)壁與出面嘴過濾套凸緣的間隙的大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)面皮厚度的作用（表4-1）。面皮調(diào)節(jié)范圍面皮厚度 最薄d 1mm 最厚D 2mm表 4-1 面皮調(diào)節(jié)范圍4.3成型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 成型機(jī)

30、構(gòu)要完成的動(dòng)作是將前面輸面機(jī)構(gòu)輸出的帶餡面管，通過傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)成型部件運(yùn)動(dòng)，對帶餡面管進(jìn)行擠壓，使帶餡面管得到餃子的形狀，并且對面皮邊緣的毛邊進(jìn)行修剪，完成餃子的最后一道成型工序。 最初設(shè)計(jì)的成型機(jī)構(gòu)是兩個(gè)豎直排列的成型輥（圖4-8），通過相對轉(zhuǎn)動(dòng)對帶餡面管進(jìn)行擠壓。 圖4-8 立式成型輪輥 該方案的成型輥的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，拆卸方便；缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)一圈只能完成兩個(gè)水餃的制作，生產(chǎn)效率太低，并且經(jīng)過輥切擠壓之后多余的面皮毛邊不好回收，所以通過分析和參考，在這個(gè)方案的基礎(chǔ)上確定了另外一種成型機(jī)構(gòu)的方案（圖4-9）。 圖4-9 成型輪輥與成型副輥 圖4-10 成型輪輥 帶餡面管進(jìn)入到成型機(jī)

31、構(gòu)之后經(jīng)過帶凹坑的成型輥和帶邊緣的成型副輥相對轉(zhuǎn)動(dòng)，餡被擠壓至凹坑里，面皮被副輥邊緣切掉。為了節(jié)約成本，不造成多余的浪費(fèi)，在成型輥和成型副輥的外緣處，增加一個(gè)刮面板，將輥切完粘黏在成型機(jī)構(gòu)上的多余的面皮刮掉，回收，再次利用。根據(jù)餃子皮制作要求，200g面粉中加0.5%食鹽和一定的水（通常為面粉重量的40%-50%）11。由于加的水比通常的30%的水分偏多，會(huì)導(dǎo)致水餃在被成型輪輥輥切成型之后，因?yàn)樗制喽l(fā)生粘黏現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，根據(jù)面食制作特點(diǎn)，決定在輥切之前增加一個(gè)干面粉斗，通過毛刷的旋轉(zhuǎn)，通過干面粉斗底部的空將干面粉撒在帶餡面管上，從而達(dá)到干燥水餃表皮水分、防粘黏的目的（圖4-11

32、）（圖4-12）。圖4-11 干面粉斗 圖4-12 干面粉斗剖面圖 5水餃加工機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定5.1電動(dòng)機(jī)的選擇 餃子加工機(jī)分別由輸餡機(jī)構(gòu)，輸面機(jī)構(gòu)，成型機(jī)構(gòu)組成，這些機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來源全部由電動(dòng)機(jī)提供，以前大多數(shù)的機(jī)器功率消耗都是由經(jīng)驗(yàn)來確定的，缺乏科學(xué)性。通過參考借鑒黃衛(wèi)文的關(guān)于餃子成型機(jī)功率消耗的探討，對水餃加工機(jī)的功率進(jìn)行確定。 根據(jù)水餃加工機(jī)的工作環(huán)境和工作情況，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊確定了選擇三相異步Y(jié)100L-6型電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)的額定功率為1.5kw，轉(zhuǎn)速為940r/min，額定電壓為220V（圖5-1）12。 圖5-1 Y100L-6型三相異步電動(dòng)機(jī)5.2傳動(dòng)比的設(shè)計(jì) 從水餃加工機(jī)的功

33、率消耗來看，根據(jù)工作狀況可以分為兩大部分：輸送部分和成型部分，它們的總的功率消耗為： （5-1） 水餃加工機(jī)的輸送分為兩個(gè)部分：螺旋攪龍輸餡和螺旋攪龍輸面： （5-2） 根據(jù)螺旋擠出機(jī)構(gòu)的功率消耗可按： （5-3）式中： 成型輥輥切的功率消耗：式中： 而葉片泵的功率消耗：其中： 依據(jù)螺旋葉片輸送裝置功率計(jì)算公式： （5-4）13。 通過對功率進(jìn)行計(jì)算之后，確定了各個(gè)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，即：電機(jī)940r/min，電動(dòng)機(jī)和減速器之間的傳動(dòng)比i=4，小帶輪轉(zhuǎn)速為235r/min，經(jīng)過帶輪的傳動(dòng)比i=6.6減速為35.6r/min，最后分配至個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸餡機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為11r/min，輸面機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為7r/

34、min，成型機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為15r/min。5.3帶輪的設(shè)計(jì) 帶輪在機(jī)器工作過程中主要作用是起到減速和傳遞動(dòng)力的作用，并且是動(dòng)力傳遞的主要部件，因此選定一大一小兩個(gè)帶輪，皮帶根數(shù)為兩根，所以需要根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算出兩皮帶輪之間的距離為300mm，大小帶輪均固定在傳動(dòng)箱體外面。根據(jù)實(shí)際的計(jì)算情況選擇普通V帶連接，小帶輪基準(zhǔn)直徑為60mm，大帶輪的基準(zhǔn)直徑為396mm。 圖5-2 大帶輪簡圖5.4軸的設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向的傳動(dòng)，設(shè)計(jì)了相互交叉的軸，經(jīng)過錐齒輪嚙合進(jìn)行傳動(dòng)的方案（圖5-3）。圖5-3 傳動(dòng)三維圖 這樣的設(shè)計(jì)才能使機(jī)器的傳動(dòng)路線最簡，減少不必要的功率和效率的損失，不會(huì)因?yàn)閭鲃?dòng)箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜

35、而增加制造的工藝工序以及生產(chǎn)的成本和技術(shù)要求。5.5傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要解決的就是整臺(tái)水餃加工機(jī)改變傳動(dòng)的方向的問題，首先考慮的方案是通過借鑒圓盤犁的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，確定所有的傳動(dòng)部件都用錐齒輪，但是通過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊錐齒輪的的傳動(dòng)比i3，最大不超過512。由于全部采用錐齒輪傳動(dòng)，要求的傳動(dòng)比很大，不符合錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求，故此套方案不適合設(shè)計(jì)的水餃加工機(jī)傳動(dòng)。因此，重新設(shè)計(jì)了新的傳動(dòng)方案（如圖5-4）。通過大皮帶輪傳出的動(dòng)力傳遞至第一根軸，經(jīng)過錐齒輪嚙合，進(jìn)行第一次改變傳動(dòng)的方向，然后由第二根軸上的圓柱直齒輪嚙合，將動(dòng)力傳遞給輸面機(jī)構(gòu)，同時(shí)第二根軸的另外一端也是通過錐齒輪的嚙合，

36、進(jìn)行第二次動(dòng)力的傳遞，并且將減速后的動(dòng)力傳遞給輸餡機(jī)構(gòu)。 圖5-4 傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案一 經(jīng)過校核分析，與帶輪連接的軸為了滿足強(qiáng)度要求，按照圖5-4傳動(dòng)方案所示，錐齒輪會(huì)與軸相互干涉，不符合運(yùn)動(dòng)要求。在傳動(dòng)方案一的基礎(chǔ)上，經(jīng)過改進(jìn)，確定了下面的傳動(dòng)方案二（圖5-5）。 圖5-5 傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案二 該方案不僅能夠滿足傳動(dòng)強(qiáng)度的要求，同時(shí)也能滿足改變傳動(dòng)方向，不會(huì)放生錐齒輪與傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)相互干涉的現(xiàn)象，故此方案為最佳方案。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的箱體部分為上下分離兩個(gè)部分，這樣既方便加工，也方便拆裝，上下箱體通過螺栓連接，傳動(dòng)箱體與輸面部分的連接是通過法蘭連接（圖5-6）。圖5-6 傳動(dòng)箱三維圖 經(jīng)過對傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)之

37、后，最終確定了整個(gè)水餃加工機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案如（圖5-7）。 圖5-7 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三維圖 整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作過程如下：電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力通過聯(lián)軸器傳遞給減速器，經(jīng)減速器進(jìn)行第一次減速，減速器將動(dòng)力通過小帶輪經(jīng)過皮帶傳遞給大帶輪，進(jìn)行第二次減速，大帶輪與軸通過鍵連接，通過錐齒輪嚙合進(jìn)行動(dòng)力的傳遞和改變動(dòng)力的傳遞方向，這里動(dòng)力分為兩個(gè)部分。一部分動(dòng)力傳遞至輸面機(jī)構(gòu)由圓柱直齒輪嚙合進(jìn)行動(dòng)力傳遞和減速，與圓柱直齒輪同軸的圓錐齒輪經(jīng)過嚙合將動(dòng)力傳遞給輸餡機(jī)構(gòu)，將水平旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力傳遞給豎直放置的輸餡機(jī)構(gòu)；另外一部分動(dòng)力通過帶輪減速后傳遞給成型機(jī)構(gòu)，成型機(jī)構(gòu)通過圓柱直齒輪嚙合進(jìn)行動(dòng)力傳遞，完成成型工作。6結(jié)論6.1結(jié)

38、論 本文通過對國內(nèi)外現(xiàn)有的水餃加工機(jī)的研究分析，總結(jié)出了目前現(xiàn)有的水餃加工機(jī)主要存在的問題：即大型的水餃加工機(jī)更加適合流水線的生產(chǎn)，并且機(jī)器的生產(chǎn)加工制造成本較高，機(jī)器的售價(jià)昂貴，機(jī)器尺寸大，需要的生產(chǎn)空間大，同時(shí)對于機(jī)器的維護(hù)需要相關(guān)專業(yè)人事來完成；小型水餃加工機(jī)操作麻煩，不能解決面皮與餃子餡同時(shí)生產(chǎn)的，生產(chǎn)效率不高等問題。通過查閱資料并且結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)器的工作原理，并在現(xiàn)有的機(jī)型上加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)出了一種集面皮、肉餡生產(chǎn)輸送和水餃成型于一體的水餃加工機(jī)，有以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：（1）水餃餡量多少和面皮厚度調(diào)節(jié)起來更加方便；（2）在輸面管外壁加開一道環(huán)形腔體，通過循環(huán)水來達(dá)到降溫冷卻的目的；（3）在成型輥上方添加一個(gè)干面粉箱，通過撒干面粉來降低水餃皮表面的水分，防止粘黏；（4）該機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)簡單，拆裝很容易，清洗很方便。6.2設(shè)計(jì)中的不足（1）該水餃機(jī)工作時(shí)餡量多少和面皮厚度調(diào)節(jié)量不好控制；（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)不夠精確，在工作過程中可能會(huì)出現(xiàn)面皮或者餡輸送量過大；（3）該機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重心偏上，整體布局有待改善。 參考文獻(xiàn)1郎慶軍,王宏巍. 手工水餃定量給餡機(jī)的設(shè)計(jì). 食品與機(jī)械, 2003, 03: 31-32.2李彥蓉. 餃子成形機(jī)的研究與設(shè)計(jì). 農(nóng)機(jī)化研究, 2008, No.15503: 125-126.3呂志